引爆的能量可能來自靜電
從影片發現,使用二氧化碳鋼瓶將舞台上粉末噴向觀眾的過程中,大量的粉末處於懸浮的狀態,且粉末被高壓二氧化碳噴到很遠的距離,這時懸浮的粉末濃度已大於爆炸下限(30公克/立方公尺)。由於風勢影響,使得部分粉塵雲往右飄移,工作人員噴射的角度似乎有點往上偏,不慎噴到右上方的粉塵雲而引起爆炸。
許多文獻指出,當二氧化碳鋼瓶釋放氣態二氧化碳時,如果伴隨著產生少量的乾冰,氣態二氧化碳與乾冰的流動混合物會產生大量靜電,因而形成而會產生著火性火花,此火花於10-20kV下的能量為5-15 mJ。由於玉米粉的最小發火能為10mJ,所以此玉米粉的粉末雲極可能因靜電而引爆。許多研究也指出,二氧化碳滅火器不適合直接噴在可燃性氣體雲,使用二氧化碳來撲滅可燃性氣體時所引發靜電火花反而造成可燃性氣體爆炸(例如NFPA 77 14.4.1)。因此,工作人員將二氧化碳噴到右上方的粉塵雲時,可能因噴出大量的靜電而引發粉塵爆炸。
噴射二氧化碳的動作可能產生乾冰
鋼瓶中的二氧化碳是液態的,鋼瓶內部的壓力取決於鋼瓶的溫度,在攝氏20度時約為 57個大氣壓力。當噴口打開時,由於外界是一大氣壓,所以鋼瓶中部分的液態二氧化碳會汽化噴出,在汽化過程吸收外界的熱,所以外界溫度會降低。如果液態二氧化碳沿著內部的汲取管流至噴口,則流出的液態二氧化碳會改變為固態二氧化碳,即乾冰。
使用二氧化碳鋼瓶時,必須讓鋼瓶保持站立。工作人員為了噴出舞台地上的粉末,勢必把鋼瓶上方往前推,使鋼瓶稍微傾斜讓噴口對準色粉,如果鋼瓶內的液態二氧化碳容量還很多,那麽這個傾斜的動作極可能讓液態二氧化碳流至接近噴口處,而形成乾冰。第一次噴完舞台上的粉末後,噴口或汲取管上方可能產生了乾冰,氣態二氧化碳與乾冰的流動混合物會產生大量靜電,因此,後來噴到右上方的粉塵雲而引起爆炸。至於以揹負式鋼瓶噴出粉末以及兩側粉末噴管以鋼瓶驅動噴出粉末的過程中,二氧化碳鋼瓶始終是直立的,故產生的靜電能量不高,且噴出的二氧化碳並未直接對準粉末雲,因此沒有產生爆炸的結果。
結語
本文認為,使用高壓二氧化碳噴射舞台上的粉末使粉末分散形成大範圍及高濃度的粉塵雲的行為,製造了不被容許的風險,無論最後鑑定造成引爆的熱源為何,這個行為在法律上是可歸責的。再者,氣態二氧化碳與乾冰的流動混合物所攜帶的靜電噴射於粉塵雲後造成爆炸的結果,使得該風險在具體歷程中實現。國外許多文獻或產品使用手冊都揭櫫二氧化碳鋼瓶使用時產生的靜電可能導致可燃性氣體雲爆炸的風險,但國內相關的法規及教科書並未提到相關規定和知識。「前事不忘,後事之師」,希望大家都能從此案學習到更多安全相關知識。
*作者台大化工系畢業(具有 消防設備師和工安技師證照)